Hidrologia   escoamento superficial
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Hidrologia escoamento superficial

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Hidrologia. Escoamento superficial. Bacia hidrográfica, vazão, hidrograma.

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    Hidrologia   escoamento superficial Hidrologia escoamento superficial Presentation Transcript

    • 3.O Período de Geologia – FINOM Hidrologia – Escoamento Superficial Prof. Márcio Santos www.professormarciosantos2.blogspot.com.br
    • Escoamento Superficial Definição: • O escoamento superficial é o segmento do ciclo hidrológico que estuda o deslocamento das águas na superfície da Terra. • O estudo considera o movimento da água partir da menor porção de chuva que, caindo sobre um solomenor porção de chuva que, caindo sobre um solo (a) saturado de umidade ou (b) impermeável, escoa pela sua superfície, formando sucessivamente: – enxurradas ou torrentes, – córregos, ribeirões, rios e – lagos ou reservatórios de acumulação.
    • Tipos de Escoamento • Escoamento superficial: representa o fluxo das águas sobre a superfície do solo da bacia hidrográfica e pelos seus múltiplos canais. • Escoamento subsuperficial: é o fluxo que se dá logo abaixo da superfície, na altura das raízes dalogo abaixo da superfície, na altura das raízes da vegetação. • Escoamento subterrâneo: corresponde ao fluxo devido à contribuição do aquífero (região saturada do solo com água em movimento) aos canais superficiais (rede de drenagem).
    • Processos da parte terrestre do ciclo hidrológico Interceptação Depressões chuva Escoamento superficial Infiltração evap Percolação Armazenamento no solo Armazenamento no subsolo Escoamento Sub-superficial Vazãonorio Escoamento Subterrâneo
    • • Chuva, infiltração, escoamento superficial, escoamento subterrâneo Camada saturada
    • • Escoamento sub-superficial
    • • Depois da chuva: Escoamento sub-superficial e escoamento subterrâneo Camada saturada
    • • Estiagem: apenas escoamento subterrâneo Camada saturada
    • • Estiagem: apenas escoamento subterrâneo Camada saturada
    • • Estiagem: apenas escoamento subterrâneo Camada saturada
    • • Estiagem muito longa = rio seco Rios intermitentes Camada saturada
    • Geração de escoamento superficialEscoamentos na Bacia Hidrográfica • Escoamento até a rede de drenagem • Escoamento em rios e canais • Escoamento em reservatórios
    • • O escoamento superficial começa após o início da precipitação, depois de um tempo t0. • O intervalo decorrido corresponde à ação da interceptação pelos vegetais e obstáculos, à saturação do solo, à acumulação nas depressões do terreno e à formação de uma lâmina d’água mínima). • À medida em que as águas vão atingindo os• À medida em que as águas vão atingindo os pontos mais baixos do terreno, passam a escoar em canículos que forma a rede de drenagem. Sob a ação da erosão, aumentam-se as dimensões desses canículos, até se formar os córregos e os rios.
    • Telhados Ruas Passeios Áreas Impermeáveis • Geração de escoamento superficial é quase imediata • Infiltração é quase nula
    • Gramados Solos Compactados Solos muito argilosos Áreas de capacidade de infiltração limitadas • Capacidade de infiltração é baixa
    • Infiltração Escoamento Precipitação Intensidade da chuva x capacidade de infiltração Infiltração tempo Infiltração
    • – Infiltra completamente no início – Gera escoamento no fim Chuva com intensidade constante tempo Infiltração Precipitação início do escoamento intensidade da chuva capacidade de infiltração
    • Chuva com intensidade constante • Infiltra completamente no início • Gera escoamento no fim tempo Infiltração Precipitação início do escoamento intensidade da chuva capacidade de infiltração volume infiltrado
    • Chuva com intensidade constante • Infiltra completamente no início • Gera escoamento no fim tempo Infiltração Precipitação início do escoamento intensidade da chuva capacidade de infiltração volume infiltrado volume escoado
    • Precipitação Escoamento em áreas de solo saturado Infiltração
    • Precipitação Escoamento em áreas de solo saturado Solo saturado
    • Precipitação Escoamento em áreas de solo saturado Solo saturado Escoamento
    • • Vazão: é o volume de água escoado por unidade de tempo em uma determinada seção do curso de água. – É comumente expressa em litros por segundo ou metros cúbicos por segundo. • Frequência: é número de ocorrências de uma mesma vazão em um dado intervalo de tempo. • Coeficiente de deflúvio: é a relação entre a• Coeficiente de deflúvio: é a relação entre a quantidade total de água escoada pela seção e a quantidade total de água precipitada na bacia hidrográfica; – pode referir-se a uma dada precipitação ou a todas que ocorreram em um determinado intervalo de tempo.
    • • Tempo de concentração: é o intervalo de tempo contado a partir do início da precipitação para que toda a bacia hidrográfica correspondente passe a contribuir na seção em estudo. – Corresponde à duração da trajetória da partícula de água que demore mais tempo para atingir a seção. • Nível de água: é a altura atingida pela água na• Nível de água: é a altura atingida pela água na seção em relação a uma determinada referência. – Pode ser instantâneo ou a média em um determinado intervalo de tempo (dia, mês, ano). • Chuva efetiva: é a parcela da chuva que se transforma em escoamento superficial.
    • Hidrograma • O hidrograma é o gráfico que relaciona a vazão ao tempo e é o resultado da interação de todos os componentes do ciclo hidrológico. • Associa-se a: – Heterogeneidade da bacia Caminhos que a água percorre– Caminhos que a água percorre • Um hidrograma típico produzido por uma chuva intensa apresenta uma curva com um único pico. • Picos múltiplos ocorrem se houver variações abruptas na intensidade da chuva, uma sequencia de chuvas intensas ou uma recessão anormal no escoamento subterrâneo.
    • Hidrograma típico • Na seção do curso d’água, onde ocorre a vazão, após o início da precipitação, o nível da água começa a elevar-se decorrido certo tempo (t0) do início da precipitação.precipitação. • A vazão cresce desde o instante correspondente ao ponto A até o instante correspondente ao ponto C, quando atinge seu valor máximo ( Souza Pinto, 1976)
    • • Terminada a precipitação, o escoamento superficial prossegue durante certo tempo e a curva da vazão vai decrescendo (trecho CB). • A vazão neste trecho se deve principalmente à diminuição da espessura da lâmina d’água sobre a superfície do solo. A este trecho denomina-se curva de depleção do escoamento superficial.curva de depleção do escoamento superficial. • A depleção termina quando o escoamento superficial acaba (fim da lâmina d’água), restando somente o escoamento subterrâneo. • Na fase de recessão, somente o escoamento subterrâneo contribui para a vazão.
    • Formação do Hidrograma 1 – Início do escoamento superficial 2 – Ascensão do hidrograma 3 – Pico do hidrograma 4 – Recessão do hidrograma 5 – Fim do escoamento superficial 6 – Recessão do escoamento subterrâneo 3 Superficial e Escoamento subterrâneo Sub-superficial 1 2 5 4 6
    • Formação do hidrograma pico Superficial e Sub-superficial Escoamento subterrâneo recessão
    • Elementos do Hidrograma • 1 – Tempo Zero (t0) (tempo de início) – Representa o início do hidrograma e do processo natural de escoamento. • 2 – Tempo de Pico (tp) – tempo medido entre t0 e o pico do hidrograma que representa o máximo de vazão e escoamento; o pico do hidrograma que representa o máximo de vazão e escoamento; 3 – Tempo de Inflexão da recessão (ti) – tempo entre t0 e o ponto de inflexão do flanco recessivo do hidrograma, indica início da contribuição maior dos escoamento subterrâneo.
    • Elementos do Hidrograma • 4 – Tempo de Base (tb) – corresponde ao tempo decorrente entre o t0 e o final do processo. • 5 - Tempo do Centróide (tg) – Tempo medido entre o T0 e o que separa o hidrograma em duas porções de volumes iguais.
    • Fatores que influenciam o hidrograma • Relevo (densidade de drenagem, declividade da bacia, capacidade de armazenamento e forma). Bacias íngremes e com boa drenagem têm hidrogramas íngremes com pouco escoamento de base. Bacias com grandes áreas de extravasamento tendem a regularizar o escoamento e reduzir o pico. Bacias mais circulares antecipam e têm picos de vazões maiores do que bacias alongadas. • Cobertura vegetal: tende a retardar o escoamento e aumentar as• Cobertura vegetal: tende a retardar o escoamento e aumentar as perdas por evapotranspiração. • Modificações artificiais no rio: reservatórios reduzem os picos e canalizações as aumentam. • Distribuição, duração e intensidade da precipitação: chuvas deslocando-se de jusante para montante geram hidrogramas com picos menores. • Solo: interfere na quantidade de chuva que é transformada em chuva efetiva.
    • Hidrograma 1
    • Hidrograma 2
    • Hidrograma 3
    • Hidrograma 4
    • Hidrograma 5
    • Hidrograma 6
    • Hidrograma 7
    • Hidrograma 8
    • Hidrograma 9
    • Hidrograma 10
    • Hidrograma 11
    • Hidrograma 12
    • Hidrograma 13
    • Hidrograma 14
    • Hidrograma 15
    • Hidrograma 16
    • Estimativa de escoamento superficial (Valores de CN para grupos hidrogeológicos de solo) Condições A B C D Florestas 41 63 74 80 Campos 65 75 83 85 Plantações 62 74 82 87 • CN (Curva-Número) é um parâmetro que caracteriza o uso e ocupação do solo, utilizado no Método do Soil Conservation Service (SCS), que possui grande influência na determinação Plantações 62 74 82 87 Zona Comercial 89 92 94 95 Zona Industrial 81 88 91 93 Zona Residencial 77 85 90 92 influência na determinação da precipitação efetiva. Ele é muito importante, por exemplo, no dimensionamento da drenagem urbana, o que influencia no custo da rede de drenagem.
    • Material Consultado • FRAGOSO JR. e NEVES, Marllus. Hidrologia: escoamento. CTGEC-UFAL (slides) • PORTO, Rubem e al. Apostila Escoamento superficial: análise do hidrograma – hidrograma unitário. São Paulo : Escolahidrograma unitário. São Paulo : Escola Politécnica da USP, 1999. • RESENDE, Marcelo Gonçalves. Hidrologia: Escoamento superficial (slides).